地下交通基礎設施的綠色施工研究

何 青

同濟大學 上海 200092

在我國快速城市化與機動化的背景下，城市交通基礎設施建設用地供需矛盾日益突出。城市地下基礎設施施工通常面臨作業量大、未知不確定性因素多、市政管線密集、地面交通繁忙等挑戰，施工難度和工程造價遠遠高于普通地面道路。本文對已有國內外地下交通基礎設施綠色施工優化研究進行歸納和梳理，對實現地下交通基礎設施綠色施工的理論和方法進行深入的研究和探索，旨在為地下交通基礎設施綠色施工理論及實踐提供借鑒。

1 隧道工程綠色施工研究

由于地質條件、周圍環境的復雜性及難預見性，隧道盾構施工是地鐵建造過程中難度最大、危險系數最髙且資源消耗最多的單位工程之一。李岳等[1]選取對綠色施工影響程度大的盾構掘進、內部結構施工、地表及建筑物變形沉降比例、預制構件占地面積有效利用率等要素作為評價指標，運用模糊評價法進行評價。柴慶水[2]依據南昌地鐵1號線某標段的工程數據，確定了隧道主體開挖、盾構推進和同步注漿這3個功能應作為進行技術優化的重點研究對象；同時對盾構刀具修復及保護刀再制造技術、同步射流泥餅防治技術和施工廢水循環利用技術進行了應用分析。

上海軌道交通11號線徐家匯站—上海游泳館站區間盾構穿越零陵路時，也將穿越運營中的軌交4號線上海體育館站—上海體育場站區間隧道，形成三層四線立體穿越形式。針對該工程，肖瀟等[3]采用三維有限元方法，模擬了多線疊交盾構隧道施工的整個過程。利用單元生死技術和重復設定單元屬性等方法實現土體卸荷、盾構推進、管片拼裝以及注漿硬化等動態施工過程，針對多線疊交盾構施工穿越既有隧道區域所引起的地層變形進行了分析，發現地表沉降最大值的位置與盾構機頂推面位置有一定關系；當兩線隧道穿越完成后，地表沉降的最大值位置與單線隧道穿越引起的最大值位置相比會發生一定量的偏移。同樣針對該工程，張曉清等[4]對軟土疊交隧道工程在決策階段、施工階段和運營階段分別建立了綠色評價指標體系并進行了灰色評價。李岳等[1]基于多個越江隧道項目資料，針對盾構段運用模糊綜合評價法建立評價指標，結合定性和定量2種方法對上海某越江隧道工程進行實例評價，發現盾構推進精細化控制、管片配筋優化對綠色施工整體影響較大。此外，張紹寬等[5]進行了系統的淺埋暗挖地鐵區間隧道綠色施工生產設施標準化配套研究，涵蓋暗挖出渣系統標準化、拌和系統標準化、暗挖除塵通風系統標準化、隧道節能照明系統標準化、暗挖信息化施工系統標準化各系統方面的內容，涉及提升系統、洞內外出渣運輸及清洗設備、混凝土拌和設備、洞內除塵設施、洞內通風設備、LED照明系統、門禁系統、視頻監控系統、洞內通信設施各生產設施配置要求，從而降低能源消耗。Brousse等[6]基于1995年和2002年的對比實驗，介紹了位于法國巴黎北部Landy隧道南端的車輛廢氣對環境的影響。Imaizumi等[7]研究了沿“T”交叉口隧道聲音傳播和語音傳輸的特點。仝慧嬋[8]對某實施2010版《建筑工程綠色施工評價標準》的工程進行了效果分析，結果表明建筑施工過程中合理的施工措施能有效地節約資源能源，并提出提高人們綠色施工意識和自主行為是推動綠色施工最有效的方法。

2 地下路面綠色施工研究

地下施工空間相對狹窄而且封閉，通風與照明條件較差，而傳統熱拌瀝青混合料HMA施工時一般要保持相對較高的攤鋪溫度，溫拌瀝青混合料WMA（Warm Mix Asphalt）生產施工工藝為此提供了一個良好的解決方案。程一鳴[9]為研究分析溫拌瀝青在隧道中應用的節能減排效果，檢測調研了浙江臺金高速公路蒼嶺隧道建設工程溫拌瀝青混合料試驗段鋪筑情況，其研究結果表明：隧道溫拌瀝青混合料可明顯降低CO、CO2、SO2等有害氣體的排放，改善隧道鋪裝環境；Evotherm溫拌瀝青混合料可節省燃料 30%，減少煙塵排放量50%以上。

陶秋霖[10]研究了Evotherm溫拌瀝青混合料的設計及路用性能，研究結果表明，摻入5%SBS改性瀝青質量的溫拌劑，在試驗所用溫度130～150 ℃之間，約為140 ℃拌和的溫拌瀝青混合料，除水穩定性和低溫性能略有下降之外，其余各項使用性能相比普通熱拌瀝青混合料變化均不大。隧道溫拌技術節能減排效益顯著，建設期節約燃油114.256 toe，節能163.222 tce，施工現場的瀝青煙減少了90.2%，CO2排放減少61.5%，抑止人體代謝能力的CO減少69.9%，具有臟器傷害作用的NOx和SO2減幅分別達到73.5%及74.4%。

3 地鐵車站綠色施工研究

馬蒙蒙[11]基于深圳地鐵9號線明挖車站歸納了地鐵明挖車站綠色施工環境保護的現場實現技術，如雨水收集利用技術、地鐵車站基坑降水收集利用技術、地鐵車站可回收錨索施工技術、地鐵車站主體結構單側支模板施工技術、泥漿凈化分離處理技術、鋼筋直螺紋連接技術、可組裝定型立柱架技術與風光互補太陽能路燈照明技術，并對上述技術進行了適用性與經濟效益分析。李偉[12]針對我國地鐵工程的建設發展情況，提出綠色管理要點及BIM技術、盾構管片預埋滑槽技術、模架技術、雨水及基坑降水收集利用技術、太陽能、空氣能熱水技術、風光互補路燈照明技術、臨時設施定型化、標準化、工具化技術、蓋挖逆作施工技術、克泥效加固技術、預備注漿系統技術、廠棚化和雨篷防護技術、測量機器人遠程自動監測技術等地鐵綠色施工關鍵技術。肖光發[13]依據綠色施工理論以及地鐵工程的特點，采用目標分解法初步構建了地鐵綠色施工評價指標體系和基于模糊物元的地鐵綠色施工評價模型，運用模糊層次分析法計算各個指標的權重，對西安地鐵工程4號線項目進行了評價。

4 結語

本文針對隧道、地下路面、地鐵車站等地下交通基礎設施施工的專業性和特殊性，對已有的國內外地下交通基礎設施綠色施工優化研究進行歸納和梳理，結論如下：

一方面，目前有關地下交通基礎設施綠色施工的理論研究以定性分析和評價為主，而定量研究比較薄弱；另一方面，國內外關于地下交通基礎設施綠色施工優化多是針對施工過程本身的技術改造和施工管理。而由于地下交通基礎設施施工地點多在城市中心區，施工期間通常會影響機動車出行，引發的繞行和延誤也會產生很大的環境影響。未來可能的研究方向是結合交通組織規劃理論與方法實現施工期間建筑、交通系統整體的綠色施工要求。